2011年高考化学真题解析 分项版1电化学及其应用

20112011 年高考真题解析化学分项版年高考真题解析化学分项版 1 1 电化学及其应用电化学及其应用 1 上海 用电解法提取氯化铜废液中的铜 方案正确的是 A 用铜片连接电源的正极 另一电极用铂片 B 用碳棒连接电源的正极 另一电极用铜片 C 用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D 用带火星的木条检验阳极产物 解析 用电解法提取氯化铜废液中的铜时 铜必需作阴极 阳极是铜或惰性电极 阴极 的反应式为 Cu2 2e Cu 答案 B 2 浙江 将 NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现液滴覆盖的 圆周中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿棕色铁锈环 b 如图所示 导致该现象的主要原因是液 滴之下氧气含量比边缘少 下列说法正确的是 A 液滴中的 Cl 由 a 区向 b 区迁移 B 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为 O2 2H2O 4e 4OH C 液滴下的 Fe 因发生还原反应而被腐蚀 生成的 Fe2 由 a 区向 b 区迁移 与 b 区的 OH 形成 Fe OH 2 进一步氧化 脱水形成铁锈 D 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液 则负极发生的电极反 应为 Cu 2e Cu2 3 大纲版 用石墨作电极电解 CuSO4溶液 通电一段时间后 欲使电解液恢复到起始状态 应向溶液中加入适量的 b a A CuSO4 B H2O C CuO D CuS04 5H2O 解析 从电解反应入手 2CuSO4 2H2O 电解 2Cu 2H2SO4 O2 消耗了 CuSO4 H2O 复原则 要生成它们 复原的反应是 CuO H2SO4 CuSO4 H2O 故选 C 答案 C 4 山东 以 KCl 和 ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌 下列说法正确的是 A 未通电前上述镀锌装置可构成原电池 电镀过程是该原电池的充电过程 B 因部分电能转化为热能 电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C 电镀时保持电流恒定 升高温度不改变电解反应速率 D 镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 答案 C 5 全国新课标 铁镍蓄电池又称爱迪生电池 放电时的总反应为 Fe Ni2O3 3H2O Fe OH 2 2Ni OH 2 下列有关该电池的说法不正确的是 A 电池的电解液为碱性溶液 正极为 Ni2O3 负极为 Fe B 电池放电时 负极反应为 Fe 2OH 2e Fe OH 2 C 电池充电过程中 阴极附近溶液的 pH 降低 D 电池充电时 阳极反应为 2Ni OH 2 2OH 2e Ni2O3 3H2O 解析 由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子 Ni2O3做氧化剂得到电子 因此选 项 AB 均正确 充电可以看作是放电的逆过程 即阴极为原来的负极 所以电池放电时 负 极反应为 Fe 2OH 2e Fe OH 2 所以电池充电过程时阴极反应为 Fe OH 2 2e Fe 2OH 因此电池充电过程中 阴极附近溶液的 pH 会升高 C 不正确 同理分析选项 D 正确 答案 C 6 江苏 下列说法正确的是 A 一定温度下 反应 MgCl2 1 Mg 1 Cl2 g 的 H 0 S 0 B 水解反应 NH4 H2ONH3 H2O H 达到平衡后 升高温度平衡逆向移动 C 铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应 D 对于反应 2H2O2 2H2O O2 加入 MnO2或升高温度都能加快 O2的生成速率 7 广东 某小组为研究电化学原理 设计如图 2 装置 下列叙述不正确的是 A a 和 b 不连接时 铁片上会有金属铜析出 B a 和 b 用导线连接时 铜片上发生的反应为 Cu2 2e Cu C 无论 a 和 b 是否连接 铁片均会溶解 溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D a 和 b 分别连接直流电源正 负极 电压足够大时 Cu2 向铜电极移动 答案 D 解析 此题考查了电化学知识 分析图 2 所示的装置 由于金属铁的活泼性强于铜 当 a b 不连接时 金属铁置换溶液中的铜 铁片上析出铜 A 对 ab 用导线连接时 形成原电 池 铁片为负极 铜片为正极 铜片上发生反应 Cu2 2e Cu B 对 根据上述两选项分 析 溶液中的铜离子析出 铁片溶解生成亚铁离子 故溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色 C 对 a 和 b 分别连接直流电源正 负极 电压足够大时 Cu2 向铁电极移动 D 错 8 安徽 研究人员最近发现了一种 水 电池 这种电池能利用淡水与海水之间含盐 量差别进行发电 在海水中电池总反应可表示为 5MnO2 2Ag 2NaCl Na2Mn5O10 2AgCl 下 列 水 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 A 正极反应式 Ag Cl e AgCl B 每生成 1 mol Na2Mn5O10转移 2 mol 电子 C Na 不断向 水 电池的负极移动 D AgCl 是还原产物 9 北京 结合下图判断 下列叙述正确的是 A 和 中正极均被保护 B 和 中负极反应均是 Fe 2e Fe2 C 和 中正极反应均是 O2 2H2O 4e 4OH D 和 中分别加入少量 K3Fe CN 6溶液 均有蓝色沉淀 10 福建 研究人员研制出一种锂水电池 可作为鱼雷和潜艇的储备电源 该电池以金属 锂和钢板为电极材料 以 LiOH 为电解质 使用时加入水即可放电 关于该电池的下列说法 不正确的是 A 水既是氧化剂又是溶剂 B 放电时正极上有氢气生成 C 放电时 OH 向正极移动 D 总反应为 22 222LiH OLiOHH 答案 C 解析 根据题给信息锂水电池的反应方程式为 2Li 2H2O 2LiOH H2 D 正确 在 反应中氢元素化合价降低 因此 H2O 做氧化剂 同时又起到溶剂的作用 A 正确 放电时正 极反应为 2H2O 2e 2OH H2 B 正确 正极周围聚集大量 OH 因此溶液中的阳离子 Li 向正极移动 负极周围聚集大量 Li 因此溶液中的阴离子 OH 向负极移动 C 错误 11 江苏 12 分 Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质 可通过下列方法制备 在 KOH 加入适量 AgNO3 溶液 生成 Ag2O 沉淀 保持反应温度为 80 边搅拌边将一定量 K2S2O8溶 液缓慢加到上述混合物中 反应完全后 过滤 洗涤 真空干燥得到固体样品 反应方程式 为 2AgNO3 4KOH K2S2O8 Ag2O2 2KNO3 K2SO4 2H2O 回答下列问题 1 上述制备过程中 检验洗涤是否完全的方法是 2 银锌碱性电池的电解质溶液为 KOH 溶液 电池放电时正极的 Ag2O2 转化为 Ag 负极 的 Zn 转化为 K2Zn OH 4 写出该电池反应方程式 3 准确称取上述制备的样品 设 Ag2O2仅含和 Ag2O 2 558g 在一定的条件下完全分解 为 Ag 和 O2 得到 224 0mLO2 标准状况下 计算样品中 Ag2O2的质量分数 计算结果精确 到小数点后两位 答案答案 1 取少许最后一次洗涤滤液 滴入 1 2 滴 Ba NO3 2溶液 若不出现白色浑 浊 表示已洗涤完全 取少许最后一次洗涤滤液 滴入 1 2 滴酚酞溶液 若溶液不显红色 表示已洗涤完全 2 Ag2O2 2Zn 4KOH 2H2O 2K2Zn OH 4 2Ag 3 n O2 224mL 22 4L mL 1 1000mL L 1 1 000 10 2 mol 设样品中 Ag2O2的物质的量为 x Ag2O 的物质的量量为 y 248g mol 1 x 232 g mol 1 y 2 588 g x 1 2 y 1 000 10 2 mol x 9 500 10 3 mol y 1 000 10 3 mol w Ag2O2 0 91 解析解析 本题以银锌碱性电池正极活性物质 Ag2O2制备 制备过程检验洗洗涤是否完全 的实验方法 电池反应 以及成分分析与相关计算为背景 试图引导学生关注化学与社会生 活 考查学生用化学的思维方式来解决一些现实生活中的一些具体问题的能力 12 江苏 14 分 氢气是一种清洁能源 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究 热点 已知 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 206 2kJ mol 1 CH4 g CO2 g 2CO g 2H2 g H 247 4 kJ mol 1 2H2S g 2H2 g S2 g H 169 8 kJ mol 1 1 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法 CH4 g 与 H2O g 反应生成 CO2 g 和 H2 g 的热化学方程式为 2 H2S 热分解制氢时 常向反应器中通入一定比例空气 使部分 H2S 燃烧 其目的是 燃烧生成的 SO2与 H2S 进一步反应 生 成物在常温下均非气体 写出该反应的化学方程式 3 H2O 的热分解也可得到 H2 高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如 图 11 所示 图中 A B 表示的物质依次是 4 电解尿素 CO NH2 2 的碱性溶液制氢的装置示意图见图 12 电解池中隔膜仅阻止气体 通过 阴 阳极均为惰性电极 电解时 阳极的电极反应式为 5 Mg2Cu 是一种储氢合金 350 时 Mg2Cu 与 H2反应 生成 MgCu2和仅含一种金属元 素的氢化物 其中氢的质量分数为 0 077 Mg2Cu 与 H2反应的化学方程式为 13 广东 15 分 由熔盐电解法获得粗铝含一定量的金属钠和氢气 这些杂质可采用吹气 精炼法除去 产生的尾气经处理后可用于刚才镀铝 工艺流程如下 注 NaCl 熔点为 801 AlCl3在 181 升华 1 精炼前 需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂 防止精炼时它们分别与铝发生置换 反应产生新的杂质 相关的化学方程式为 和 2 将 Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体 杂质随气泡上浮除去 气泡的主要成分除 Cl2 外还含有 固态杂质粘附于气泡上 在熔体表面形成浮渣 浮渣中肯定 存在 3 在用废碱液处理 A 的过程中 所发生反应的离子方程式为 4 镀铝电解池中 金属铝为 极 熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以 AlCl4 和 Al2Cl7 形式存在 铝电极的主要电极反应式为 5 钢材镀铝后 表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀 其原因是 解析 此题综合考查元素化合物 化学实验 离子方程式和电化学知识 1 石英砂 的主要成分是二氧化硅 铝和氧化铁 石英砂反应的方程式分别为 2Al Fe2O3 高温 Al2O3 2Fe 4Al 3SiO2 高温 2Al2O3 3Si 2 粗铝中含一定量的金属钠和 氢气 向坩埚中的粗铝熔体通入 Cl2时 氯气和氢气反应生成的氯化氢为气体 铝和氯气反 应生成的氯化铝 AlCl3在 181 升华为气体 其存在于气泡中 固态杂质中含钠和氯气反应 生成的氯化钠 3 尾气的主要成分包括 Cl2和 HCl 其中气体 A 用废碱液吸收的离子方程 式为 2OH Cl2 Cl ClO H2O H OH H2O 4 镀铝电解池中 镀层金属作阳极 故 金属铝为阳极 其得失电子时造成 AlCl4 和 Al2Cl7 相互转化 方程式可表示为 Al 3e 7AlCl4 4Al2Cl7 5 镀铝的钢材表面有致密的氧化铝薄膜 该薄膜隔绝钢材与空气中 的 O2 CO2和 H2O 等接触 阻止电化学腐蚀和化学腐蚀发生 答案 1 2Al Fe2O3 高温 Al2O3 2Fe 4Al 3SiO2 高温 2Al2O3 3Si 2 HCl AlCl3 NaCl 3 2OH Cl2 Cl ClO H2O H OH H2O 4 阳 Al 3e 7AlCl4 4Al2Cl7 5 致密的氧化铝薄膜隔绝钢材与空气中的 O2 CO2和 H2O 等接触 使 电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生 14 北京 14 分 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示 1 溶液 A 的溶质是 2 电解饱和食盐水的离子方程式是 3 电解时用盐酸控制阳极区溶液的PH 在 2 3 用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 4 电解所用的盐水需精制 去除有影响的 Ca2 Mg2 NH4 SO42 c SO42 c Ca2 精致流程如下 淡盐水和溶液 A 来电解池 盐泥 a 除泥沙外 还含有的物质是 过程 中将 NH4 转化为 N2的离子方程式是 BaSO4的溶解度比 BaCO3的小 过程 中除去的离子有 经过程 处理 要求盐水中 c 中剩余 Na2SO3的含量小于 5mg L 若盐水 b 中 NaClO 的 含量是 7 45 mg L 则处理 10m3 盐水 b 至多添加 10 Na2SO3溶液 kg 溶液体 积变化忽略不计 答案 1 NaOH 2 2Cl 2H2O 电解 2OH H2 Cl2 3 氯气与水反应 Cl2 H2OHCl HClO 增大 HCl 的浓度可使平衡逆向移动 减 少氯气在水中的溶解 有利于氯气的溢出 4 Mg OH 2 2NH4 3Cl2 8OH 8H2O 6Cl N2 SO42 Ca2 1 76 15 四川 14 分 开发氢能是实现社会可持续发展的需要 硫铁矿 FeS2 燃烧产生的 SO2通过下列碘循环 工艺过程既能制 H2SO4 又能制 H2 请回答下列问题 1 已知 1 g FeS2完全燃烧放出 7 1 kJ 热量 FeS2燃烧反应的热化学方程式为 2 该循环工艺过程的总反应方程式为 3 用化学平衡移动的原理分析 在 HI 分解反应中使用膜反应器分离出 H2的目的是 4 用吸收 H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料 用 MH 表示 NiO OH 作为电池正极 材料 KOH 溶液作为电解质溶液 可制得高容量 长寿命的镍氢电池 电池充放电时的总反 应为 NiO OH MHNi OH 2 M 放电 充电 电池放电时 负极的电极反应式为 充电完成时 Ni OH 2全部转化为 NiO OH 若继续充电将在一个电极产生 O2 O2扩散 到另一个电极发生电极反应被消耗 从而避免产生的气体引起电池爆炸 此时 阴极的电极 反应式为 解析解析 1 反应方程式 4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 标出各物质的聚集状态 在反应 中 4 mol FeS2的质量为m FeS2 4 mol 120 g mol 1 480 g 放热 Q 480 g 7 1 kJ g 3408 kJ 对应的热化学方程式为 4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g H 3408 kJ mol 1 2 在反应器中发生反应 SO2 I2 2H2O 2HI H2SO4 在膜反应器中的反应为 2HII2 H2 将两个方程式相加得 SO2 2H2O H2SO4 H2 3 在膜分离器中发生反应 2HII2 H2 将 H2分离出来有利于平衡向右移动 利于 I2和 H2的生成 4 负极反应物 MH 失去电子 生成的 H 在碱性条件下生成 H2O 电解反应式为 MH e OH H2O M O2与 MH 发生反应 生成 H2O 和 M 电极反应式为 4MH O2 4e 2H2O 4M 答案答案 1 1 4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g H 3408 kJ mol 1 2 SO2 2H2O H2SO4 H2 3 促使平衡向右移动 有利于碘和氢气的生成 4 MH e OH H2O M 4MH O2 4e 2H2O 4M 16 四川 15 分 甲 乙 丙 丁 戊为原子序数依次增大的短周期元素 甲 丙处 于同一主族 丙 丁 戊处于同一周期 戊原子的最外层电子数是甲 乙 丙原子最外层电 子数之和 甲 乙组成的成见气体 X 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 戊的单质与 X 反应能生 成乙的单质 同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物 Y 和 Z 0 1 mol L 的 Y 溶液 pH 1 丁 的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐 L 也能与 Z 的水溶液反应生成 盐 丙 戊可组成化合物 M 请回答下列问题 戊离子的结构示意图为 写出乙的单质的电子式 戊的单质与 X 反应生成的 Y 和 Z 的物质的量之比为 2 4 反应中 被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 写出少量 Z 的稀溶液滴入过量 L 的稀溶液中发生反应的离子方程 式 按右图电解 M 的饱和溶液 写出该电解池中发生反应的总反应方程式 将 充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中 观察到得现象是 解析 甲 乙组成的常见气体 X 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 则 X 是 NH3 甲是 H 乙是 N 甲 丙处于同一主族 并且丙的原子序数大于 N 则丙是 Na 根据戊原子的最外层 电子数是甲 乙 丙原子的最外层电子数之和 则戊原子最外层电子数 1 1 5 7 则戊是 Cl 戊的单质是 Cl2 与 NH3反应生成乙的单质 N2和 NH4Cl HCl 并且 0 1 mol L 1的 Y 溶 液的 pH 1 则 Y 是 NH4Cl Z 是 HCl 丁的单质能与 NaOH 溶液反应 也能与 HCl 水溶液反应 则丁是 Na 生成的盐 L 是 NaAlO2 丙 戊组成的化合物 M 为 NaCl 1 Cl 的结构示意图为 2 乙单质 N2的电子式为 17 2 8 8 N N 3 NH3与 Cl2反应的化学方程式 4NH3 3Cl2 N2 2NH4Cl 4HCl 在反应中氨气做还原 剂 氯气做氧化剂 被氧化的物质与被还原的物质之比为 2 3 4 将少量的盐酸滴入过量 NaAlO2溶液中发生反应的离子方程式为 AlO H H2O Al OH 3 5 按右图电解饱和氯化钠溶液 反应的方程式为 2NaCl 2H2O2NaOH Cl2 H2 电解后得到 NaOH 溶液 滴入酚酞溶液中 观察到溶 电解 液变红 答案 1 2 3 2 3 AlO H H2O Al OH 3 17 2 8 8 N N 5 2NaCl 2H2O2NaOH Cl2 H2 酚酞溶液溶液变红 电解 17 天津 14 分 工业废水中常含有一定量的 Cr2O72 和 CrO42 它们会对人类及生 态系统产生很大的伤害 必须进行处理 常用的处理方法有两种 方法 1 还原沉淀法 该法的工艺流程为 其中第 步存在平衡 2CrO42 黄色 2H Cr2O72 橙色 H2O 1 若平衡体系的 pH 2 则溶液显 色 2 能说明第 步反应达平衡状态的是 a Cr2O72 和 CrO42 的浓度相同 b 2v Cr2O72 v CrO42 c 溶液的颜色不变 3 第 步中 还原 1mol Cr2O72 离子 需要 mol 的 FeSO4 7H2O 4 第 步生成的 Cr OH 3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡 Cr OH 3 s Cr3 aq 3OH aq 常温下 Cr OH 3的溶度积 Ksp c Cr3 c3 OH 10 32 要使 c Cr3 降至 10 5mol L 溶液的 pH 应调至 方法 2 电解法 该法用 Fe 做电极电解含 Cr2O72 的酸性废水 随着电解进行 在阴极附近溶液 pH 升高 产生 Cr OH 3沉淀 5 用 Fe 做电极的原因为 6 在阴极附近溶液 pH 升高的原因是 用电极反应解释 溶液中同时生成的沉淀还有 答案 1 橙 2 c 3 6 4 5 5 阳极反应为 Fe 2e Fe2 提供还原剂 Fe2 6 2H 2e H2 Fe OH 3 18 重庆 14 分 臭氧是一种强氧化剂 常用于消毒 灭菌等 1 O3与 KI 溶液反应生成的两种单质是 和 填分子式 2 O3在水中易分解 一定条件下 O3的浓度减少一半所需的时间 t 如题 29 表所 示 已知 O3的起始浓度为 0 0216 mol L pH 增大能加速 O3分解 表明对 O3分解起催化作用的是 在 30 C pH 4 0 条件下 O3的分解速率为 mol L